Вес и плотность железобетона: среднее значение и удельный вес

Плотность разных видов железобетона

Железобетон представляет собой сочетание бетона и стали, обладает уникальными свойствами. Благодаря своей прочности, долговечности, надежности он нашел широкое применение в строительной сфере. При проектировании учитываются многие его технические характеристики, одной из которых является объемный вес. Значение этой величины требуется для расчета нагрузки на основание определения теплопотерь монолита, трудоемкости работ. Учитывается при оценке расходов на закупку и доставку нужного количества материала.

Объемный вес напрямую связан с плотностью. Чем выше значение этого показателя, тем больше плотность бетонного камня. Зависит он и от наполнителей: оказывают влияние такие их характеристики, как плотность, степень пузырькового заполнения. К тому же, прочность продукта формируется под действием марки цемента.

Выделяют несколько типов железобетона в зависимости от его плотности:

1. Особо тяжелые (более 2500 кг/м3). Применяются магнетиты, бариты, гематиты, металлические скрапы.

2. Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Наполнителями этой марки служат щебень и гравий.

3. Легкие (от 500 до 1800 кг/м3): песок, перлит, керамзит, арболит и другие компоненты. К данному типу относятся пенобетон и газобетон.

4. Особо легкие (менее 500 кг/м3).

В зависимости от плотности различается область использования материала. Более легкие марки подходят для теплоизоляции. Облегченные применяются в качестве готовых блоков. Тяжелый бетон незаменим при закладке фундаментов, строительстве монолитных конструкций. Особо тяжелые составы требуются на ответственных участках бронеколпаков, возведения других защитных объектов. Они хорошо препятствуют радиоактивному излучению.

Фактическая и расчетная плотность

В большинстве случаев фактическая плотность железобетона отличается от расчетного значения величины. Причиной этого является технология его изготовления. При возведении монолитных или сборных сооружений в состав смеси попадает воздух, что приводит к образованию в бетонном растворе различного размера каверн. Для повышения качества конечного продукта и его уплотнения применяется вибропрессование. Обозначенные выше параметры объемного веса справедливы, если при производстве использовался этот метод.

На практике данная технология может не подходить по определенным причинам. При строительстве конструкций заливается готовый раствор, который впоследствии затвердевает. Плотность при таком типе монтажа железобетона снижается в среднем на 100-150 кг/м3.

Удельный вес железобетона

Следует учесть, что показатели объемного веса соответствуют чистой массе бетона. Но для сохранения эксплуатационных характеристик в условиях постоянного действия сил сжатия и растяжения его укрепляют металлическим каркасом. Он представляет собой пространственную рамку из сваренных стальных прутков. В процессе производства железобетонных конструкций раствор прочно соединяется с арматурой, создавая целостный материал. На плотность будет влиять число и сечение прутьев, а также способ их укладки.

Для упрочнения используются различные виды арматуры, часто применяется класс AIII. В зависимости от необходимой прочности определяется количество стальных прутков для укладки. В 1 м3 железобетона может содержаться от 70 до 320 кг арматуры.

Для расчета удельного веса готового продукта следует определить объем, занимаемый стальными прутками. Затем вычесть массу бетона, которая способна занять его. К полученной величине добавить массу арматурного прутка. При возникновении сложностей можно сложить составляющие компоненты за вычетом испаряющейся воды.

Показатели плотности и удельного веса 1 м3 железобетона

При проектировании конструкций, выборе грузоподъемных и транспортных средств учитывают одну из важнейших характеристик – плотность железобетона. Методика расчета этого показателя проста, она позволяет быстро получить результат и применить его на практике.

Особенности и виды железобетона

Обычный бетон хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, а растягивающие, изгибающие, крутящие напряжения (даже незначительные) он выдерживает плохо. Совсем другие качества демонстрирует железобетон – искусственный камень, усиленный стальными прутьями: растяжение воспринимают стальные стержни, а сжатие – бетонная составляющая.

Металлическая арматура способна повысить механическую прочность и устойчивость конструкции к трещинам на 200 %, увеличив тем самым сроки ее эксплуатации. Для равномерного распределения нагрузки прутья в теле ЖБИ располагают в виде трехмерного сетчатого каркаса с размером ячейки 10-20 см. Иногда в качестве поперечных связующих элементов в нем используют не отрезки арматуры, а более тонкую стальную проволоку.

Во многом способность выдерживать нагрузки определяет плотность ЖБИ. В зависимости от нее армированный железобетон бывает нескольких типов:

  • особо тяжелый – в качестве наполнителей для него выбирают бариты, магнетиты, металлические скрапы, гематиты, лимониты; плотность композитного материала выше 2500 кг/м3 (для гражданских сооружений особо тяжелые разновидности не применяют);
  • тяжелый – с обычными наполнителями в виде гранитного, известкового, гравийного щебня, вес куба – 1800-2500 кг;
  • облегченный – тот же тяжелый армированный, удельный вес бетонного состава (1800 кг/м3) уменьшается за счет особенностей конструкции (в ЖБИ имеются технологические сквозные щели);
  • легкий – он представлен разновидностями с ячеистой структурой (перлито-, керамзито-, полистиролбетон), которые тоже иногда армируются; вес кубометра такого материала в среднем составляет 500 кг.

Следует обращать внимание и на метод изготовления железобетона. При использовании вибрационных столов для уплотнения свежей смеси каждый ее куб становится тяжелее примерно на 100 кг.

Плотность и вес

Значение плотности бетонной части можно определить по упрощенной методике. Обычно при составлении смеси задается вес каждого ее компонента. Сложив эти показатели и исключив из суммы воду (она постепенно испаряется при застывании), получают искомую плотность. Для приблизительных расчетов пользуются справочными данными в зависимости от марки бетона для изготовления ЖБИ. Характеристики и сфера использования классического тяжелого бетона приведены в таблице.

Бетон, маркаСредняя плотность, кг/м3Применение
М2002390Стяжка пола, отмостки, тротуарные дорожки, ленточные фундаменты для небольших сооружений, лестницы, подпорные стены
М2502397Монолитный фундамент, отмостки, заборы, лестницы, ненагружаемые перекрытия
М3002407Монолитные фундаменты, стены, плиты перекрытий
М3502412Все виды фундаментов, плиты перекрытия, колонны, балки, ригели, бассейны, взлетные полосы
М4002420Мосты, гидротехнические сооружения (в частном строительстве не используется)

На вес 1 м3 бетона оказывает влияние и схема армирования. В это понятие входит диаметр армирующих стержней либо проволоки, а также расстояния между ними (шаг). Вес металлического каркаса в 1 м3 железобетонных изделий невелик: это видно из справочной таблицы:

Вид ЖБИДиаметр прутьев, ммШаг ячейки арматурной сетки, смСуммарная длина прутьев, м/м3Общий вес стальных деталей*в кубометре железобетона, кг
Отмостка здания, бетонное покрытие дорожек820166,5
Плитный и ленточный фундамент, горизонтальные плиты, опорные балки12-16181614-25
Перекрытия, безопорные балки (консоли)16-18134977-97
Несущие и ненесущие стены, колонны14-18134859-97

*Удельный вес арматурной стали – 7850 кг/м3.

Зная показатели плотности бетонной и стальной части, нетрудно определить итоговую плотность железобетонной конструкции. Для примера приводится схема расчета для перекрытия, изготовленного из бетона М350 с усилением из прутьев диаметром 18 мм. Во второй таблице берется суммарная длина стальных стержней – 49 м.

1. Определяется объем арматуры в 1 м3 железобетона по формуле:

  • D – диаметр прута (18 мм = 0,018 м);
  • L – суммарная длина стержней (49 м).

После подстановки получается: Vа= (3,14*0,018 2 /4)*49 = 0,012 м3.

Читайте также:  Бетон: свойства и область применения

2. Вычисляется объем бетонного компонента, который содержит железобетон: Vб = 1-Vа = 1-0,012 = 0,088 м3.

3. Масса арматуры вычисляется как произведение ее объема на удельный вес стали: mа = 7850 * 0.012 = 94.2 кг.

4. Масса объемной доли бетона составляет: mб = 2412 * 0,988 = 2384 кг.

5. Суммируются масса арматуры и бетона: 94,2 + 2384 = 2476,2 кг.

Железобетон при заданных условиях имеет плотность 2476,2 кг.

Зная, сколько весит 1 м3 ЖБИ, определяют общую массу конструкции, разложив ее при необходимости на составные элементы. Подобные расчеты обязательно выполняют во время проектирования сооружения: считают весовую нагрузку, чтобы выяснить, выдержит ли ее фундамент.

Удельный вес и общую массу ЖБИ желательно посчитать при закупке материалов для строительных работ, чтобы включить расходы на их приобретение и доставку в общую калькуляцию. При разборке железобетонных конструкций, исходя из веса разбираемых частей здания, определяется объем работ по демонтажу и вывозу строительного мусора. Обычно расчет выполняют специалисты специальных сервисных компаний по результатам замеров. Посчитать приблизительный вес мусора самостоятельно не составит труда. Плотность железобетонных изделий условно принимают за 2500 кг/м3 и умножают на объем – произведение измеренных габаритов всех узлов. Итоговый тоннаж перемножается на тарифы за разборку, погрузку, транспортировку, утилизацию соответствующих изделий.

От чего зависят и как расчитываются плотность и вес железобетона?

Важные характеристики строительного материала — вес и плотность железобетона. Эти параметры определяют эксплуатационные качества готового элемента или конструкции. Предлагается широкая классификаций железобетонных изделий по этим характеристикам. На величину веса и плотности влияют многие факторы, в частности количество и качество используемых в исходной смеси для изготовления.

Состав и свойства железобетона

Железобетон представляет собой композит, то есть материал, состоящий из бетона и стального каркаса. В результате такого соединения получается высокопрочное изделие, практически лишенное недостатков. Бетон устойчив на сжатие, но не на растяжение. Арматура, наоборот. При укреплении бетонных конструкций металлическим каркасом есть возможность получить материал, стойкий на сжатие и растяжение.

Основные требования к железобетону представлены в ГОСТ 13015–2012. Классификация ЖБИ (железобетонных изделий) широка, как и набор характеристик. Чтобы правильно выбрать нужный строительный материал, важно знать основные свойства. Параметрами выбора считаются:

При выборе строительного материала необходимо учитывать его параметры, такие как прочность и растяжение.

  • Средняя плотность. Представляет собой сумму массы металлического каркаса и бетона в 1 м3. с учетом способа кладки бетонной смеси (вибрирование или без него). Маркируется латинской буквой D с указанием величины — 2200, 2000 и т. п.
  • Прочность на осевое сжатие и растяжение. Определяется как давление на куб бетона с ребром в 15 см.
  • Влаго- и морозостойкость.

Классификация материала по основным параметрам

ВидОбъемный весЗаполнитель
Особо тяжелый≥ 2500 кг/м3Магнетитовые, лимонитовые, баритовые и др. с повышенной удельной массой
Тяжелый≥ 2200 кг/м3Щебень либо гравий
Легкий (облегченный)≥ 2200 кг/м3Армирование со сквозными полостями
Особо легкий≥ 500 кг/м3Ячеистый, вермикулитовый, керамзитовый, перлитовый

Действительная плотность бетона армированного изделия определяется несколькими параметрами (состав и вид заполнителей, исходные характеристики цемента), а также от метода заливки. Например, виброуплотнение бетонного состава увеличивает массу готового продукта на 100 кг/м3.

Понятия плотности и веса: от чего зависят величины?

Важнейшие качества — вес ЖБ и его плотность. При правильном расчете можно избежать чрезмерных нагрузок железобетонных материалов и увеличить срок эксплуатации. Bec м3 железобетона представляется собой величину, равную сумме массовых частей бетона и арматуры. Средняя плотность ЖБИ зависит от таких факторов:

  • тип и фракция наполнителя;
  • количество воды;
  • метод загустения;
  • вид армирующей стали.

ЖБИ укрепляются арматурой. При этом состав стали должен варьироваться в пределах 70 до 320 кг. На вес 1 м3 железобетона влияет схема армирования, количество и сечение стальных прутьев. Перед определением общих характеристик нужно узнать внутренний объем, занимаемый арматурой и рассчитать ее вес. Приблизительные данные представлены в таблице при стандартной плотности стали 7850 кг/м3:

Вид ЖБИДиаметр прута, смРазмер ячейкиДлина в м3 ЖБИ, мМасса, кг
Отмостка8200166,3
Бетонные дорожки
Горизонтальные плиты12—161801614,2—25,2
Балки с опорой
Фундамент
Плиты перекрытия16—181304977,3—97,8
Консольные балки
Колонны14—181304959,2—97,8
Вертикальные стены

Как рассчитывают?

Плотность ЖБИ можно получить, взяв за ориентир известные массовые объемы раствора. При этом исключаются данные по воде, так она исправляется из готового изделия. Как вариант, используются усредненные величины плотности материала по марке бетона. Также учитываются характеристики стальной арматуры и схема армирования. Например, удельный вес железобетона в фундаменте ленточного типа, изготовленный бетоном марки м300 и укрепленный стержнями размером 16 мм плостностью 7850 кг/м3, рассчитывается так:

  1. Определение объема, занимаемого арматурой в кубометре материала по формуле: π·r2·L = 3,14·(0,008)2·16 = 0,003 м3. В итоге на бетон приходится 0,997 м3.
  2. Расчет массы арматурин: 0,003×7850 = 23,6 кг.
  3. Определение массы бетона: 0,997×2400 = 2392,8 кг.
  4. Получение плотности ЖБИ: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м3.

Чтобы рассчитать, сколько весит железобетонная конструкция, нужно сложить массовые доли компонентов раствора и металла. Из полученной величины отнять объем бетона, вытесненного арматурой. Важно учесть, что самые тяжелые виды бетона будут весить больше расчетной массы, так как есть примеси, влияющие на конечный показатель. Если определение показателей нужно при разборке и сносе конструкции из ЖБИ, то нужно измерить высоту, ширину и длину разрушаемого сооружения. При этом железобетонные блоки будут иметь объемный вес, принимаемый за 2500 кг/м3. Этот показатель перемножается с данными замеров для получения тоннажа мусора.

Вес и плотность железобетона

Вступление

Железобетонные изделия – прочный материал, который используют в строительстве. С ассортиментом можно ознакомиться – тут. У него много достоинств, недостаток – большой вес. Это нужно учитывать при строительстве сооружений и при разборке конструкции. Благодаря весу в железобетоне есть и положительные характеристики. Железобетонные конструкции пользуются популярностью в наше время при строительстве многоэтажного дома. Для строительства такого дома нужно знать сколько материала потребуется, сколько людей и техники. Это рассчитывается с помощью специального плана.

Виды железобетона от плотности

Железобетон состоит из бетонной смеси и стали. Этот материал применяется в строительстве. По своей структуре он прочный, надежный, долговечный. С его помощью строится много зданий и сооружений. Но у него один минус – он тяжелый.

Перед проектированием нужно все рассчитать, измерить. Основной параметр при расчете вес конструкции, рассчитывают, чтобы знать какой будет нагрузка на сооружение, сколько строителей задействовать, какой объем техники понадобиться.

Плотность железобетона зависит от вида. Главный показатель объемный вес железобетона. Объемный вес бетона отличается тем, какой раствор применялся. Существуют такие виды железобетона, различаются они из-за разного веса:

– Очень тяжелый – с лимонитом, магнием и баритом масса 2,5 тыс. кг;

– Тяжелый – изготовлен из щебня или гравия. Вес этого изделия составляет 1,8 кг до 2,5 тыс. кг;

Читайте также:  Плотность керамзитобетона кг м3: от чего зависит и как рассчитать?

– Легкий – наполнитель керамзит, перлит, арболит. Масса 500 кг до 1800 кг в м3;

– Очень легкий – весит 500 кг в м3. Эти показатели указываются без дополнительной арматуры.

Вес изделий зависит от плотности и количества наполнителей, что входят в состав изделия.

Фактическая и реальная плотность

В действительности плотность бетона ниже чем в расчетах через пустые пространства. Когда заливают конструкции независимо от места производства, образуются в растворе пустоты через попадание воздуха. Уменьшить эти пустоты можно с помощью специального уплотненного раствора после заливки. Воздух невозможно убрать полностью, все равно пустоты остаются на м3.

Воздуха должно быть не больше 1% на м3 от всей смеси. Это влияет на качество изделия.

Изготовляя, такие конструкции в домашних условиях уменьшают толщину, повысив этим срок службы изделия.

Значения средней плотности

Среднею плотностью тяжелого бетонного изделия равно укладывание массы с вибрированием – 2500 кг, без вибрирования уменьшается до 2400 кг. Если используют арматуру плотность высчитывают – бетон плюс арматура. Плотность легкого бетона рассчитывается так же.

Удельный вес

Объемная величина равна чистой массе формы. Чтобы сохранить характеристики эксплуатации, когда действуют силы растяжения и сжимания его нужно укрепить. Укрепляется форма специальным металлическим каркасом, который состоит из стальных прутьев в одну рамку, затем соединяется с арматурой. Чем больше сечений прутьев, тем прочнее материал.

При упрочнении используют разную арматуру. Зависит от того насколько прочный материал нужен. Если необходим более прочный, то берут больше стальных прутьев.

Чтобы рассчитать удельную массу готового материала нужно определить объем, который занимают стальные прутья. Потом посчитать массу, которая может его занять. И к результату прибавить массу арматурных прутьев. Если появляются сложности нужно сложить все составляющие элементы и высчитать воду, что испаряется.

Заключение

Вес железобетонной конструкции влияет на прочность, надежность и на сроки эксплуатации. Нужно правильно рассчитывать этот показатель при проекции сооружения. Иначе могут быть плохие последствия. Железобетон тяжелый поэтому каркас может не выдержать. Если сделать все правильно здание может прослужить долго.

Удельный вес железобетона в 1 м3

В строительстве наряду с обычным, даже прочным бетоном, применяются железобетонные (ЖБИ) изделия и конструкции, которые обладают повышенной прочностью. При всех достоинствах этого стройматериала большая плотность железобетона обеспечивает ему единственный недостаток – большую массу изделий. Кроме того, вес изделиям значительно прибавляет арматура внутри затвердевшего бетонного раствора. Поэтому при проектировании сооружений с использованием ЖБ необходимо принимать во внимание это их особенность, задавая более широкие критерии прочности сопутствующим конструкциям. Состояние плотности строительных материалов в сравнении с железобетоном

Характеристики бетонов

Нормативный удельный вес железобетона прямо пропорционален его плотности, поэтому существует соответствующая классификация материала:

  1. Особо тяжелый железобетон имеет высокий удельный объемный вес ≥ 2500 кг/м ³ . Такая плотность задается добавлением магнетитовых, лимонитовых, баритовых и еще ряда заполнителей с высокой удельной массой. Особо тяжелые марки железобетона в индивидуальном строительстве не используются;
  2. Тяжелый бетон имеет плотность ≥ 2200 кг/м 3 с заполнителем в виде щебня или гравия;
  3. Облегченный (или легкий) бетон имеет плотность ≥ 2200 кг/м 3 и дополнительно армируется. Облегченными называются изделия из армированного бетона со сквозными полостями, что уменьшает среднее значение веса до 1800 кг/м 3 ;
  4. Изделия жби из легкого (или особо легкого) бетона имеют удельный вес ≥ 500 кг/м 3 изготавливаются из ячеистого, арболитового, вермикулитового, керамзитового, перлитового или полистиролбетона. Изделия и конструкции из легкого бетона разрешается усиливать армированием.

Реальная плотность бетона в изделии, усиленном арматурой, зависит от ряда факторов, в том числе и от технологии заливки. При виброуплотнении бетонной смеси конструкция становится тяжелее приблизительно на 100 кг/м 3 .

Уплотнение бетона погружным глубинным вибратором

Армирование бетона

Неармированный бетон имеет бо́льшую хрупкость, чем ж/б изделия, то есть, выдерживая нагрузки на сжатие, он подвержен разрушению при нагрузках на изгиб и кручение. Но изгибающие и крутящие нагрузки – это стандартные усилия, которые должны выдерживать такие бетонные конструкции, как мостовые пролеты, балки, перекрытия. Поэтому для придания этим изделиям необходимой прочности в бетон добавляют арматуру.

Армирование повышает механическую прочность в три и более раз, а закрепление этих характеристик производится применением различных схем армирования. Стандартное армирование бетонных узлов – это трехмерная металлическая сетка с ячейками 100-150 мм, в которой стержни сетки перевязываются мягкой вязальной проволокой меньшего диаметра, чтобы при расчете прочности конструкции можно было не учитывать ее влияние на конечный результат.

Плотность железобетона

Для расчета плотности в кг на один кубический метр берется пропорциональное соотношение составных компонентов минус присутствие воды. Примерную плотность видно в таблице ниже:

Марка бетонаM 200M 250M 300M 350M 400
Плотность, кг на 1 м3 железобетона2380-24002385-24052410-24202415-24252425-2435

Расход арматуры в кубе бетона

Чтобы более точно определить вес 1 м3 изделия из железобетона, нужно учитывать схему и плотность армирования.

Характеристики конструкционных стройматериалов
Усредненные показателиАлюминиевый профильМеталлический стальной профильЖелезобетонПВХ профиль
Плотность2700700040001300
Прочность на растяжение в Мпа, можно перевести в кг/м 3 в соотношении 1: 10001803501060
Коэффициент прочности152040022

Конструкции из железобетона

Для конструкций разного функционального назначения применяется арматура разного диаметра и разные схемы укладки. Примерную плотность железобетонных элементов можно взять из таблицы:

Тип конструкцииØ, ммЯчейка, смДлина арматуры в 1 м3 ж/б, смПлотность металла, кг/м 3Вес, кг
Отмостки, дорожки из бетона82016078506,35
Опорные балки, плиты, фундаменты12-161816014,25-25,3
Консольные балки и плиты перекрытий16-181349077,25-97,9
Колонны и несущие стены14-181349059,25-97,85

Как рассчитать вес куба железобетона

Если количество арматуры и плотность известны, рассчитать массу 1 м3 ж/б изделия просто – это разница между общим объемом и объемом арматуры, умноженная на удельную массу всех стройматериалов. Сводная таблица характеристик железобетона

” alt=””>
Реальный пример:

Ленточное бетонное основание на бетоне M 300, армированное прутьями Ø 16 мм. Объем арматуры: ∏ х r 2 – L, или 3,14 – (0,008) х 2 х 16 = 0,003 м 3 . Оставшиеся 0,997 м 3 объема – бетон. В этом случае вес арматуры будет равен 0,003 х 7850 = 23,6 кг, масса бетона равна 0,997 х 2400 = 2392,8 кг. После сложения получается результат, равный 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м 3 . Обычно показатели переводят в тонны, поэтому плотность ж/б изделия будет равна 2,416 т/м 3 .

В реальных расчетах применяются коэффициенты плотности ж/б материала, которые зависят от заполнителей:

  1. Керамзитовый заполнитель может иметь вес 1-м м 3 в пределах 0,8-1,0 т при добавлении перлита;
  2. 0,8-1,2 т при добавлении песка кварцевого;
  3. 0,8-1,5 т при добавлении керамзитовой пыли;
  4. Вес туфа – 1,2-1,6 т для одного кубометра;
  5. Вес пеносиликата – 0,3-1,0 тонны в кубометре;
  6. Масса шунгизита – 0,1-1,4 тонны в кубометре;
  7. Масса пемзы – 0,8 дo 1,6 т/м 3 .
Читайте также:  Интересное о бетоне: древние сооружения и в наше время

Расчет плотности бетона в компьютерной программе

При сносе или при разборке сооружения с целью повторного использования узлов также необходимо оперировать удельной массой ЖБИ, чтобы знать, какие объемы материалов нужно будет убирать. Так как такие операции довольно сложные технически, их проводят специалисты с выездом на место сноса для оценки объемов работы. Примерные расчеты можно сделать своими силами, зная общие характеристики объекта и строительных материалов, из которых он построен.

Объемная масса ж/б при разборке принимается равной 2500 кг/м 3 , и это значение нужно умножить на результаты реальных замеров объекта. Это и будет объем строительного мусора, который необходимо убрать со стройплощадки.

Чем отличается расчетная и практическая плотность железобетона

Реальное значение плотности железобетонного сооружения, состоящего из множества узлов, немного меньше расчетного параметра, так как физический объект имеет определенное количество полостей и пустот, которые невозможно участь и предвидеть в математических расчетах. Закупоривание воздуха в бетонном монолите – это реальная неизбежность, но объем воздушных пустот можно уменьшить виброуплотнением бетона в опалубке или в форме. Реальная и расчетная прочность армированного бетона

” alt=””>
Важно: Конечный разрешенный объем воздуха, не ослабляющий показатели прочности и плотности железобетона, должен быть не больше 1% от общего объема элементов или конструкции. Несоблюдение этого критерия приведет к преждевременным разрушениям железобетонных элементов, появлению в них микротрещин и деформаций, вызывающих необратимые негативные процессы.

Чтобы правильно рассчитать удельную массу армированной бетонной конструкции, массовые (весовые) коэффициенты арматуры и бетонной массы складываются. Результаты сложения необходимо разделить на полный объем изделия или армированной конструкции. Если использовать даже такой упрощенный метод расчета плотности железобетона, то можно минимизировать применение сложных вычислений с задействованием компьютерных программ и алгоритмов высшей математики, что, в свою очередь, минимизирует возможность ошибок при оперировании сложными формулами.

Плотность и удельный вес 1 м3 железобетона

Железобетон и изделия из него (ЖБИ) – особо прочный строительный материал. У него есть масса достоинств и только один недостаток – очень большой вес. С этим приходится мириться и на стадии проектирования или возведения объектов, и при разборке железобетонных конструкций в процессе демонтажа.

Вес изделий из железобетона напрямую зависит от плотности самого материала. Поскольку бетон, основной их компонент, имеет свою классификацию по плотности, ЖБИ также принято делить на несколько видов:

1. Особо тяжелые – высокий удельный вес более 2500 кг/м 3 им обеспечивают магнетитовые, лимонитовые, баритовые и прочие тяжелые заполнители. В гражданском строительстве не применяются.

2. Тяжелые – плотность от 2200 кг/м 3 и выше имеют привычные нам составы с добавлением щебня или гравия.

3. Облегченные – как правило, это те же тяжелые бетоны с металлической арматурой, но со сквозными полостями, уменьшающими средний вес конструкции до 1800 кг на каждый 1 м 3 .

4. Легкие – удельный вес от 500 кг/м 3 имеют ячеистые, керамзитовые, перлитовые и полистиролбетоны, которые тоже могут усиливаться арматурой.

Следует помнить, что фактическая плотность бетона в армированной конструкции будет зависеть не только от состава раствора, но и от способа его заливки. Уплотнение еще не застывшей смеси вибрационными машинами делает железобетон тяжелее примерно на 100 кг/м 3 .

Особенности армирования

Обычный бетон, хоть и обладает высокой прочностью, остается довольно хрупким материалом. Отлично справляясь с нагрузками на сжатие, он легко разрушается при изгибании и кручении. А ведь именно такое воздействие испытывают балки, пролеты мостов и панели перекрытий. Чтобы конструкция приобрела необходимую прочность еще и на изгиб, в железобетоне применяется армирование стальными стержнями.

Благодаря металлической арматуре трещиностойкость и механическая прочность ЖБИ вырастает втрое, увеличивая срок службы всей системы. Но чтобы улучшенные характеристики железобетона были равномерно распределены, упрочнение выполняют по определенным схемам. Как правило, стержни располагают в теле в виде трехмерной сетки с размером ячеек 100-200 мм.

Прутья могут увязываться друг с другом более тонкой стальной проволокой, и тогда ее присутствием при расчете плотности железобетона можно пренебречь. Но в крупных конструкциях, вместо катанки используются отрезки той же арматуры. В этом случае дополнительные элементы придется учитывать.

Чтобы определить ее, можно взять за основу пропорции раствора в единицах массы. Достаточно исключить из расчета воду, которая через месяц полностью уйдет из массива, чтобы получить вполне точную плотность монолита. Разрешено воспользоваться и приблизительными данными, если известна марка бетона, применяемая в ЖБИ:

МаркаМ200М250М300М350М400
Плотность, кг/м 32385-24002390-24052400-24152405-24202410-2430

На вес 1 м 3 ЖБИ влияет и выбранная схема армирования. Здесь свою роль играет количество прутьев в теле железобетона и их сечение. Эти параметры позволяют узнать внутренний объем, который занимает стальная арматура, а затем рассчитать ее массу.

В зависимости от формы и назначения конструкции из железобетона, применяют стержни разного диаметра и укладывают их с определенным шагом. Для определения плотности ЖБИ особая точность не нужна, поэтому количество арматуры в кубе железобетона можно взять ориентировочно из таблицы:

Вид изделияДиаметр арматуры ммРазмер ячейки сетки ммОбщая длина в 1 м 3 железобетона, мПлотность стали, кг/м 3Масса, кг
Отмостка, бетонные дорожки82001678506,3
Горизонтальные плиты, балки с опорой, фундамент12 – 161801614,2 – 25,2
Плиты перекрытия, консольные балки16 – 181304977,3 – 97,8
Колонны, вертикальные стены14 – 181304959,2 – 97,8

Когда известно количество внутренней арматуры и все показатели плотности, несложно определить вес 1 м 3 железобетона. Из куба вычитаем средний объем, занятый стальными стержнями, чтобы получить объем самого бетона. После этого останется только перемножить цифры на удельный вес для каждого материала и сложить результаты.

Ленточный фундамент из бетона марки М300 усиливается стержнями диаметром 16 мм. Объем, который займет арматура в кубе железобетона:

  • π·r 2 ·L = 3,14·(0,008) 2 ·16 = 0,003 м 3 ;
  • остальные 0,997 м 3 – это чистый бетон.

Тогда масса арматурных прутьев составит 0,003х7850 = 23,6 кг, а бетона 0,997х2400 = 2392,8 кг. Суммируем значения и получаем искомую плотность железобетона: 23,6 + 2392,8 = 2416 кг/м 3 .

Такие расчеты необходимо производить на стадии проектирования нагрузок на фундамент еще до начала строительства.

Еще один случай, когда требуется знать удельный вес железобетонных конструкций, это снос здания с последующим вывозом строительного мусора. Специалисты компаний, оказывающих подобные услуги, высылают своих замерщиков на объект, чтобы оценить объемы предстоящих работ. Но приблизительные вычисления можно сделать и самому, если вооружиться рулеткой и калькулятором.

Объемный вес для конструкций из железобетона в этих случаях принимается равным 2500 кг/м 3 и умножается на данные замеров. Полученный тоннаж мусора и нужно будет оплатить, то есть рассчитаться за демонтаж, погрузку, вывоз автотранспортом и утилизацию.

Добавить комментарий